Древесиноведение. Вариант 5 илиП 2017 Теоретические вопросы Номера вопросов 13, 30, 72, 98, 120, 140, 164, 169

• Название: Вариант 5 илиП 2017 Теоретические вопросы Номера вопросов 13, 30, 72, 98, 120, 140, 164, 169
• Анкор: Древесиноведение
• Дата: 06.04.2022
• Размер: 44.96 Kb.
• Имя файла: Древесиноведение.docx
• Тип: Документы; #447566
• страница: 2 из 2

Формирование древесного ковра в производстве ДВП, в отличие от технологии ДСтП, может производиться в водной среде (мокрое формирование ковра) по аналогии с производством бумаги и картона.

При производстве мягких ДВП отсутствует стадия горячего прессования плит.

Главные отличия способов производства ДВП, по сравнению с ДСтП заключаются в размоле древесного сырья на древесные волокна, мокром формировании древесноволокнистого ковра и в мокром горячем прессовании с применением сетки для удаления воды или сушке ковра.

Отличие структуры ДВП, по сравнению с ДСтП, заключается в том, что во всем объеме древесноволокнистых плит древесные частицы имеют форму волокон, т.е. длина этих частиц намного превышает их толщину и ширину и они приближаются по форме к анатомическим структурным элементам древесины.

Способ производства ДВП определяется средой для формирования древесноволокнистого ковра (МФ - мокрое формирование ковра в водной среде, СФ - сухое формирование ковра в воздушной среде) и условиями горячего прессования плит (МП - мокрое прессование с применением сетки для удаления воды или сушка ковра, СП - сухое прессование без применения сетки).

В мировой практике принята следующая классификация способов производства ДВП:

• 
  мокрый способ (МФ+МП);
  
• 
  сухой способ (СФ+СП);
  
• 
  мокро-сухой способ (МФ+СП);
  
• 
  полусухой способ (СФ+МП).
  

Только при сухом способе производства ДВП в процессах плитообразования высока доля процессов, аналогичных процессам формирования структуры и свойств ДСтП.

Древесные волокна представляют собой обрывки древесных тканей, группы клеток древесины и отдельные клетки. Основная масса древесных волокон имеет длину 0,4-5 мм и толщину 8-400 мкм. Толщина отдельных волокон составляет от 1 до 80 микрон, а длина — от 20 до 4500 микрон.

При других способах производства ДВП в формировании структуры и свойств ДВП преобладаю процессы межволоконного взаимодействия: «свойлачивания», переплетения, зацепления (по аналогии получения из шерстяных волокон войлока). Благодаря большой роли этих процессов возможно производство ДВП с высокими физико-механическими свойствами без связующих и упрочняющих добавок.

Межволоконные взаимодействия - это сложный комплекс химических, физических, механических и других процессов, протекающих как на границе, так и в объеме древесных волокон с участием отдельных компонентов и продуктов их превращения, а также дополнительно введенных химических веществ (связующих, гидрофобизаторов и др.).

Основное назначение оптимизации химико-технологических процессов при производстве ДВП - это достижение однородности распределения волокон в формируемом объеме материала с максимальной общей энергией межволоконного взаимодействия. Энергия межволоконного взаимодействия зависит от химического строения, пластичности и эффективной поверхности волокон, расстояния между ними.

Особенности структуры ДВП придают им ряд положительных свойств.

Мягкие ДВП относятся к хорошим тепло- и звукоизоляционным материалам. Твердые и сверхтвердые плиты по показателям твердости, истираемости, био- и огнестойкости приближаются к свойствам древесины. Плиты MDF превосходят ДСтП по прочности на изгиб, способности к механической обработке лицевой поверхности, окрашиваемости.

Практические задачи:

Номера задач: 21, 29, 48, 83, 114, 135, 147, 211, 239

1. Определить среднюю влажность древесины ствола липы, если влажность на относительных высотах была: W₀ = 85 %, W_0,1 = 90 %, W_0,2 = 92 %, W_0,3 = 98 %, W_0,4 = 99 %, W_0,5 = 118 %, W_0,6 = 125 %, W_0,7 = 133 %, W_0,8 = 147 %, W_0,9 = 155 %. Объем соответствующих секций составил: V₁ = 0,445 м³, V₂ = 0,396 м³, V₃ = 0,336 м³, V₄ = 0,328 м³, V₅ = 0,301 м³, V₆ = 0,277 м³, V₇ = 0,232 м³, V₈ = 0,161 м³, V₉ = 0,047 м³, V₁₀ = 0,009 м³.
Решение:

Средняя влажность каждой секции ствола от 1 до 9 определяется как среднее значение влажностей, определенных на его торцах, например:

W₁= = =87,5%

W2=91%

W3=95%

W4=98,5%

W5=108,5%

W6=121,5%

W7=129%

W8=140%

W9=151%

Средняя влажность целого ствола определяется по формуле

W_{ср.вл.ствола}= =105,2 %

2. Определить толщину образца, выпиленного из сосновой доски тангенциальной распиловки при влажности 19 %, если в абсолютно сухом состоянии ее толщина составила 48,3 мм, а коэффициенты разбухания: объемного – 0,51, радиального – 0,18, тангенциального – 0,31.

Решение:

Усушка по толщине доски тангенциальной распиловки будет происходить в радиальном направлении в диапазоне изменения влажности от 30 до 19% и составит

B=K_r*(W₁-W)=0,18*(30-19)=1,98 %

Толщина доски при влажности 19% составит

r_W=r_max*(1- )=48,3*(1- )=47,3

3. Определить объем 0,5 м³ сырых березовых пиломатериалов после сушки до абсолютно сухого состояния, если базисная плотность этой древесины 0,557 г / см³, а плотность в абсолютно сухом состоянии 0,649 г / см³.
Решение

m₀=p*V_max=0,557*0,5=0,27

V₀= = =0,41 м³

4. Определить прочность древесины сосны при растяжении вдоль волокон, если сечение рабочей части образца 19,4^×4,1 мм, влажность древесины в момент испытания 6,1 %, а максимальная нагрузка, которую выдержал образец до разрушения, составила 900 кгс. Чему равен предел прочности данной древесины при стандартной влажности? Чему равна примерная прочность этой же древесины при растяжении поперек волокон?
Решение:

Предел прочности на растяжение вдоль волокон древесины ели влажностью 6,1 % рассчитывается по уравнению

= = = 1131.5= 110.9 МПа

В пересчете на стандартную влажность предел прочности составит

= *(1+ *(W-12))=110,9*(1+0,01*(6,1-12))= 104.35 МПа

Предел прочности данной древесины при растяжении поперек волокон примерно равен 1/20 прочности на растяжение вдоль волокон, то есть

104.35*1/20= 5.21 Мпа

5. Штабель еловых круглых дров толщиной 11–15 см номинальной длиной 0,25 м имел фактическую ширину от 0,25 до 0,35 м; общая длина штабеля составила 8,31 м. Для закрепления штабеля по его длине устроено 2 клетки длинами 0,29 и 0,36 м. Результаты измерения высот: от земли – 2,08; 2,14; 2,26 м; от верха подштабельных подкладок – 2,02; 2,07; 2,2 м. Для проверки правильности укладки был использован метод диагоналей; длина диагонали составила 9,33 м, сумма длин торцов, пересекаемых диагональю, составила: с корой – 7,22 м, без коры – 7,01 м. Определить объем еловых дров в складочной и плотной мере с учетом плотности укладки дров в штабеле.

6. Липовое бревно для выработки клепки заливных бочек имеет следующие размеры: диаметры в верхнем торце в коре d₁ = 31,8 cм, d₂ = 24,8 см, без коры d₁ = 29,7 см, d₂ = 22,9 см; в нижнем торце в коре D₁ = 44,8 см, D₂ = 31,7 см; без коры D₁ = 40,2 см, D₂ = 27,1 см; диаметры посередине длины бревна в коре составили: d_{1 сер} = 35,6 cм, d_{2 сер} = 27,2 см. Длина бревна по расстоянию между центрами торцов составляет 4,49 м, по минимальному расстоянию между торцами – 4,44 м. На бревне имеются здоровые сучки размером 35 мм, тяговая древесина с выходом на нижний торец размером до 1/3 площади торца, и простая кривизна по всей длине бревна со стрелой прогиба 13,2 см. Определить номинальные размеры бревна по ГОСТ 2292–88 и ГОСТ 9462–88; объем бревна по ГОСТ 32594–2013 по методам: а) усеченного конуса, б) концевых сечений, в) срединного сечения, г) по таблицам ГОСТ 2708–75, д) по таблицам ГОСТ 32594–2013. Определить сорт по каждому пороку и общий сорт (по ГОСТ 9462–88) данного бревна и показать схему его маркировки.
Решение:

Определяем номинальные размеры

d_ср= = =28.3

Средний диаметр приводим к толщине (к номинальному) по следующему правилу:

В мелких лесоматериалах (диаметр от 6 до 13) – среднее округляем до целого числа по общим правилам округления. В средних (14,1 – 24,0) и крупных (24,1 и выше) лесоматериалах – среднее округляем до ближайшего целого чётного числа. (Среднее нечётное целое или с долями округляется в сторону большего чётного; у среднего чётного все доли отбрасываются) В данном примере:

28.3→ 28 см

Данный сортимент относится к крупным (толщина более 24 см)

Номинальная длина определяется по таблицам ГОСТа по назначению по фактической длине с учетом градации и припуска по длине. Фактическая длина измеряется на бревне как наименьшее расстояние между торцами.

l_факт=4,44 м

Припуск по длине лесоматериалов для продольной распиловки должен быть от 0,03 до 0,05 м. Ближайшая к нашей фактической (4,44) номинальная длина с учетом диапазона длин (3,0 – 6,5) и градации (0,5 м) составит 4,4 м. При этом разница фактической и выбранной номинальной длины составит:

4,44 – 4,4 = 0,04 м

Эта разница больше наименьшего допустимого припуска по длине 0,04 > 0,03, следовательно, условие минимального припуска соблюдено, и мы можем принять

l_ном = 4,4 м

Определяем объем бревна: Объем деловых лесоматериалов измеряется без коры. При наличии двух взаимно перпендикулярных измерений диаметров в каждой точке сначала находим среднее арифметическое этих измерений:

в верхнем торце: (29,7 + 22,9) / 2 = 26,3 см

в нижнем торце: (40,2 + 27,1 ) / 2 = 33,65 см

посередине длины бревна (35,6 + 27,2 ) / 2 = 31,4 см (в коре !)

расчетная толщина коры посередине длины бревна:

T= =3,3 см

диаметр посередине длины бревна без коры:

31,4 - 3,3 = 28,1 см

а) определяем объем по методу усеченного конуса:

V= = =0,312 м³

б) определяем объем по методу концевых сечений:

V= = =0,315 м³

в) определяем объем по методу срединного сечения:

V= = 0,272 м³

г) по таблицам ГОСТ 2708–75:

по l_ном = 4,4 и d = 28 по табл. 5

V_табл = 0,32 м3
д) определяем объем по методу по секционному методу. Поскольку у нас имеются измерения только посередине длины бревна, наше бревно делим на две условные секции (при реальном использовании данного метода количество секций будет существенно больше) – от верхнего торца до середины и от середины до верхнего торца с длиной каждой секции

4,4 / 2 = 2,2 м.

Объем будет определяться по формуле:

V= ( +d_i*D_i+ )= ( )+(28,1²+28,1*33,65+33,65²))= 0,293 м³

7. Буковая доска смешанной распиловки для внутреннего рынка (по ГОСТ 2695–83) при влажности 12 % имеет следующие фактические размеры: длину 6,34 м, ширину 172,5 мм и толщину 57,1 мм. Определить номинальные размеры данной доски и ее размеры при влажности 50 % (по ГОСТ 6782.2–75).
8. На пласти липовой доски влажностью 8 % длиной 5,75 м, шириной 110 мм и толщиной 32 мм имеются здоровые сросшиеся сучки размером 25 мм – 5 шт., 18 мм – 7 шт., 11 мм – 9 шт. и гнилые сучки размером 36 мм – 4 шт., 21 мм – 1 шт. Доска имеет поперечную покоробленность со стрелой прогиба 2,1 мм, тяговую древесину на пласти размером 66 мм×338 см, и обзол шириной по кромке 10 мм, по пласти 33 мм и длиной 434 см. Определить сорт доски по каждому из пороков (по ГОСТ 2695–83), общий сорт доски и показать схему ее маркировки на торце.

9. Лист нешлифованной фанеры общего назначения с наружными слоями из елового шпона размером 1528×1524 мм толщиной 14,4 мм имеет следующие пороки:

на одной стороне: здоровые сросшиеся сучки размером 20 мм – 4 шт., 16 мм – 2 шт.; прорости темные шириной 6 мм длиной 40–50 мм в количестве 14 шт.; две полосы продубины длиной 152,8 см и шириной 29,3 и 33,2 см;

на другой стороне: отверстия от выпавших сучков, заделанные замазками, размером 39 мм – 6 шт.; трещины, не заделанные замазками, шириной 1,0 мм и длиной 194, 307 и 287 мм; 18 кармашков длиной 52 мм и шириной 21 мм.

Определить номинальные размеры листа фанеры, сорт по каждому из пороков (по ГОСТ 3916.2–96), общий сорт каждой стороны и общий сорт листа фанеры.